◆ 第三问：GPU抢食CPU性能？

　　AMD的融合概念已经喊了好几个年头了，直到现在的APU上才算真正有点融合的意味，CPU和GPU真正开始共享内存，不过就是这一点融合也带来了严重的挑战——如何在资源共享的同时保证二者的性能互不受影响，而不会出现1+1<2的意外情况。

Radeon Memory Bus

　　从前一节的GPU架构图上我们就已经注意到了，APU中GPU末端与北桥相连，可以通过北桥的直接访问DDR3内存，这被AMD称为Radeon Mmeory Bus（Radeon内存总线）。这看起来与以往的GPU—北桥—内存的路径并没有不同，但是GPU实际上是可以直接读取内存数据的，延迟要比过往模式要低。

　　除了Radeon Memory Bus之外还有一条“总线”——Fusion Compute Link(简称FCL），这是一条并行总线，类似于（CPU与北桥之间的）HT总线，它可以让GPU高速访问CPU缓存和内存，其效率比通过PCIE总线访问要高，这也缓解了GPU对带宽的渴求。

　　Radenon Memory Bus和FCL总线降低了GPU访问内存的延迟和复杂度，但是APU的问题不在这里，而是总带宽不足。

　　之前AMD整合平台集成的显卡位于北桥，也是共享内存设计，但是GPU受限内存带宽的情况并不突出，首先是因为先前的集显规格较低，譬如HD 4290最多只有80SP，对带宽要求并不高，而且还有SidePort板载显存技术辅助，也可一定程度上降低对内存性能依赖。如今APU里的显卡规格极速攀升，已经达到了中低端独显的水平，因此对数据带宽的要求也提升了一个量级，与CPU争抢内存带宽的矛盾一下子暴露出来。

　　先来看独显的带宽要求，桌面版的HD 5570可以选择搭配900MHz的DDR3或者900-1000MHz的GDDR5显存，前者带宽为900MHz*2*128bit/8=28.8GB/s，搭配GDDR5带宽则有900（1000）MHz*4*128bit/8=57.6GB/s（64GB/s），数据带宽还是很充裕的，那么DDR3内存能提供多少带宽呢？

从芯片示意图中可以看到GPU已经可以访问DDR3内存控制器，争抢带宽不可避免

　　移动平台的APU支持双通道DDR3 1600MHz模式，内存带宽有1600MHz*128bit/8=25.6GB/s，桌面平台APU支持双通道DDR3 1866，内存带宽则为1866MHz*128bit/8=29.8GB/s，也就是说即使是高配版的APU其总带宽也只有独显搭配DDR3显存时的带宽，此外还请注意两点，上述25.6GB/s和29.8GB/s只是理论计算出来的，实际内存性能大大低于理论值。第二则是，即使达到理论带宽，GPU和CPU还是要共享内存带宽的，GPU可用的带宽依然远低于独显。

　　内存带宽问题成了APU性能提升的一个瓶颈，虽然现在这还不是一个严重的问题，但是迟早会成为影响APU前进的绊脚石。提升内存带宽可以从以下三个方面着手：

1. 提升内存频率，这个是最简单直接的方法。目前桌面版的APU已经支持DDR3 1866标准，内存带宽相交当前1333MHz的主流高了40%，不过从1866MHz继续提升内存频率也没那么简单，高频内存售价高，消费者不一定买账。

2. 提升内存通道，现在的主流是双通道，提至四通道就可以让内存带宽翻倍，极大地缓解GPU的带宽需求。桌面CPU只有Intel的LGA1366平台支持三通道，大部分仍为双通道模式，这里还有潜力可挖，Intel下一代X79平台就支持四通道内存，AMD的服务器CPU现在就已经支持四通道内存，未来的APU支持四通道内存并非难事。

3. 显存做内存，天堑变通途。在DDR3以前，显存和内存是没有区分的，未来也有可能再次走到一起。目前的GDDR5是四倍数率，而DDR3内存是双倍数率，显存作为内存就可以不做任何改变的情况下带宽翻倍。这项技术实现起来难度比前面两条更大，但是却是一劳永逸，而且GDDR和DDR的技术规格本来是一样的，变迁的难度主要在成本上，希望技术的进步可以尽快解决这个问题。

解读：

　　AMD的融合概念终于在APU身上得到体现，但是也面临着更多的挑战。CPU和GPU开始共享资源，期间必然要面对资源分配的问题，由于GPU已经整合进CPU内部，板载显存的方式已经不可能，AMD改进了GPU访问缓存和内存的方式，不过DDR3的带宽有限，依然无法匹敌同等级独显的带宽，这对APU的3D性能有了不利影响。